Không có cuộc thảo luận nào về việc tự động hóa hoạt động CNTT có thể thực hiện được nếu không có Ansible và Kubernetes. Mặc dù hai công cụ này phục vụ các mục đích khác nhau nhưng chúng đã thực sự cách mạng hóa chu trình phát triển phần mềm. Vì vậy, hãy đi vào các công cụ này chi tiết hơn.
Ansible là gì?
Ban đầu là sản phẩm trí tuệ của Michael DeHaa, Ansible hiện được liệt kê trên GitHub là một trong 100 dự án phổ biến nhất. Nó được yêu thích vì ngôn ngữ đơn giản và dễ sử dụng. Ngày nay, Ansible đã được công nhận rộng rãi như một chuẩn mực thực tế cho tự động hóa CNTT.
Được phát triển trong cộng đồng nguồn mở, công cụ này đã có sự tăng trưởng đáng chú ý, cung cấp các giải pháp cho người vận hành, quản trị viên và người ra quyết định CNTT trong nhiều môi trường kỹ thuật khác nhau.
ansible
Về vấn đề này, các tổ chức nổi tiếng như Twitter, eBay, Verizon, NASA, ILM, Rackspace và Electronic Arts sử dụng rộng rãi công cụ này. Nhờ thành công của nó, Red Hat đã mua lại Ansible vào năm 2015.
Ansible giúp việc quản lý cấu hình, triển khai ứng dụng và tự động hóa tác vụ trở nên dễ dàng. Trong môi trường kỹ thuật số hiện đại, các chuyên gia DevOps thường sử dụng nó để chia sẻ tài nguyên nhằm triển khai phương pháp cơ sở hạ tầng dưới dạng mã (IaC) nhằm phân phối phần mềm liền mạch.
Dưới đây là một số cách sử dụng Ansible:
Lợi ích của Ansible
- Đơn giản để tìm hiểu và sử dụng: Vì các hướng dẫn sử dụng YAML nên chúng khá dễ viết, khiến chúng trở nên thú vị đối với cả người nghiệp dư và chuyên gia. Cú pháp đơn giản và trực quan tạo điều kiện triển khai nhanh chóng và quy trình làm việc suôn sẻ.
- Được viết bằng Python: Công cụ này hoàn toàn đơn giản. Nó được viết bằng Python, một trong những ngôn ngữ lập trình phổ biến và không phức tạp nhất.
- Kiến trúc không có tác nhân: Nó không có tác nhân. Ansible có thể điều chỉnh các máy chủ từ xa qua SSH mà không cần phải cài đặt phần mềm trên chúng. Bằng cách sử dụng các cẩm nang và vai trò, Ansible giúp bạn dễ dàng xác định cơ sở hạ tầng lý tưởng của mình và tự động hóa đường dẫn đến cơ sở hạ tầng đó.
- Tăng cường bảo mật: Với SSH, Ansible ưu tiên bảo mật giữa các hệ thống. Bảo vệ các ứng dụng và cơ sở hạ tầng khỏi các mối đe dọa tiềm ẩn.
- Tích hợp với các hệ thống quản lý xác thực: Ansible tích hợp với các hệ thống quản lý xác thực như LDAP, Kerberos và các hệ thống khác để kiểm soát truy cập phù hợp và tăng cường bảo mật.
- Độ tin cậy: Cơ sở hạ tầng CNTT đòi hỏi sự ổn định và độ tin cậy. Ansible có thành tích cung cấp hiệu suất và độ tin cậy cao.
Hơn nữa, Ansible rất thú vị vì nó thực sự thân thiện với người dùng. Việc quản lý cả cơ sở hạ tầng tại chỗ và trên nền tảng đám mây là tuyệt đối, như Sherlock sẽ nói, “cơ bản” với Ansible.
Ansible hoạt động như thế nào?
Trước khi đi sâu vào cách Ansible hoạt động, chúng ta hãy xem các thành phần của nó:
Mô-đun: Nếu Ansible là một món ăn (bữa ăn) thì mô-đun sẽ là thành phần chính. Đây là những chương trình nhỏ được tạo sẵn để xử lý hầu hết mọi thứ từ ứng dụng và gói đến tệp trên hệ thống bên ngoài. Ansible triển khai các hướng dẫn được xác định cho các hệ thống bên ngoài, đồng thời cung cấp các mô-đun từ máy tính chỉ huy.
Các hướng dẫn sử dụng sẽ chạy mô-đun liên quan này và xóa nó khỏi vòng lặp khi công việc hoàn thành. Ansible có hơn 750 mô-đun tích hợp (không ngừng phát triển) giúp tự động hóa trở nên dễ dàng với các nhiệm vụ và thú vị của nó!
Tín dụng hình ảnh: InterviewBit
Hướng dẫn sử dụng: Hướng dẫn sử dụng là hướng dẫn sử dụng theo định hướng nhiệm vụ sử dụng định dạng YAML để đơn giản hóa quá trình tự động hóa. Những hướng dẫn này đưa ra quy trình làm việc và thực hiện các nhiệm vụ một cách có trật tự. Sổ làm việc có thể thực hiện các quy trình tuần tự, xác định môi trường và quản lý các giai đoạn khác nhau của một tác vụ.
Plugin: Các plugin Ansible nâng cao cả chức năng trang web tích hợp và tùy chỉnh. Hệ thống có thể thực hiện các chức năng ghi nhật ký, hiển thị sự kiện, bộ nhớ đệm và bộ điều khiển ngoại vi và thực hiện chúng trước các mô-đun trong các nút.
Hàng tồn kho: Hàng tồn kho của Ansible chứa danh sách các máy chủ có địa chỉ IP, máy chủ và cơ sở dữ liệu của chúng. SSH cho UNIX, Linux hoặc các thiết bị mạng và WinRM cho hệ thống Windows giúp quản lý chúng.
Các thành phần khác của Ansible là API, đám mây, máy chủ, web và CMD (cơ sở dữ liệu quản lý cấu hình).
Đây là cách Ansible phát huy tác dụng kỳ diệu của nó:
Đầu tiên, Ansible có tệp kiểm kê với danh sách máy chủ hoặc máy. Người dùng có thể thay đổi tệp kiểm kê này bằng cách thêm máy chủ mà họ muốn kiểm soát.
Bước tiếp theo là tạo sổ tay để xác định cơ sở hạ tầng lý tưởng trên các nút được quản lý. Bây giờ, khi Ansible đang chạy trên nút điều khiển giúp thực hiện các tác vụ trên hệ thống từ xa, nó sẽ thiết lập kết nối SSH tới nút điều khiển sau. Nó cho phép liên lạc an toàn giữa các nút.
Sau đó, nó sẽ gửi và thực thi các mô-đun để thực hiện các nhiệm vụ được xác định trong hướng dẫn sử dụng, đưa hệ thống về trạng thái mong muốn.
Sau khi hoàn thành công việc, Ansible sẽ xóa các mô-đun khỏi các nút được quản lý để ngăn các mô-đun bị bỏ lại. Cuối cùng, nó cung cấp các báo cáo trạng thái nhiệm vụ, cho phép người dùng theo dõi tiến độ và kết quả của các nhiệm vụ tự động hóa. Hơn nữa, Ansible có thể chạy thường xuyên để duy trì và cải thiện hệ thống theo thời gian.
Kubernetes là gì?
Joe Beda, Brendan Burns và Craig McLuckie là những bộ óc thông minh đằng sau Kubernetes. Làm việc với tư cách là kỹ sư tại Google, họ đã tạo ra công cụ này. Công cụ này hiện là công cụ mạnh mẽ cho các ứng dụng vùng chứa.
Ban đầu, Kubernetes được Google phát triển để quản lý các ứng dụng được đóng gói của riêng mình trong môi trường sản xuất và được phát hành lần đầu tiên dưới dạng dự án nguồn mở vào năm 2014.
Vào năm 2015, Google đã tặng Kubernetes cho Tổ chức Điện toán Đám mây (CNCF) độc lập với nhà cung cấp để phát triển công nghệ điện toán gốc đám mây.
Kể từ đó, Kubernetes đã trở thành một trong những dự án hàng đầu của CNCF, được áp dụng rộng rãi trong ngành và khẳng định mình là dự án dẫn đầu trong lĩnh vực điều phối container.
Theo Gartner, đến năm 2025, khoảng 85% tổ chức sẽ sử dụng Kubernetes. Tại sao lại không? Một hệ sinh thái mạnh mẽ gồm các tiện ích bổ sung, công cụ và dịch vụ làm cho nó trở thành nền tảng quản lý ứng dụng được đóng gói tất cả trong một.
Kubernetes đã trải qua một số bản cập nhật lớn, mang đến các tính năng, cải tiến mới và sửa lỗi qua mỗi bản phát hành. Không ngừng phát triển và hoàn thiện nhờ một cộng đồng đầy nhiệt huyết!
Lợi ích của Kubernetes
- Khả năng mở rộng: Dễ dàng mở rộng quy mô ứng dụng của bạn khi cần thiết.
- Tính di động: Triển khai và quản lý ứng dụng một cách nhất quán trên các môi trường.
- Tính linh hoạt: Hỗ trợ nhiều thời gian chạy và định dạng vùng chứa khác nhau.
- Tự động hóa: Tự động hóa việc triển khai, mở rộng quy mô, giám sát và sửa chữa vùng chứa.
- Khả năng phục hồi: Khả năng chịu lỗi và khả năng tự phục hồi tích hợp.
- Bao gồm DevOps: Thúc đẩy sự hợp tác giữa các nhà phát triển và nhóm vận hành.
- Khả năng mở rộng: Kiến trúc có thể định cấu hình và mở rộng để tích hợp với các công cụ khác.
- Cộng đồng và Hệ sinh thái: Một cộng đồng và hệ sinh thái rộng lớn để tăng thêm cơ hội.
Kubernetes hoạt động như thế nào?
Vì Kubernetes là một nền tảng giúp điều phối các vùng chứa nên bước đầu tiên là đóng gói ứng dụng của bạn vào các vùng chứa bằng các công cụ tạo vùng chứa như Docker. Các vùng chứa này khép kín, chứa tất cả phần mềm cần thiết và các phần phụ thuộc để chạy đáng tin cậy trong nhiều môi trường khác nhau.
Sau đó, bằng cách sử dụng YAML hoặc JSON, trạng thái ứng dụng sẽ được xác định, bao gồm hình ảnh vùng chứa, yêu cầu tài nguyên, chính sách tỷ lệ, cấu hình mạng và lưu trữ. Các tập tin hướng dẫn được gọi là bảng kê khai.
Trong Kubernetes, cụm giống như một nhóm máy tính, được gọi là nút, hoạt động cùng nhau để chạy các ứng dụng. Hãy coi các nút như những người chơi trong một đội bóng đá và mỗi người chơi có thể vận hành nhiều vùng chứa, giống như thiết bị hoặc thiết bị mà người chơi cần để chơi trò chơi.
Các thành phần Kubernetes
Khối xây dựng nhỏ nhất trong Kubernetes được gọi là Pod, giống như một ngôi nhà ấm cúng cho một hoặc nhiều container. Pod giống như phòng thay đồ của người chơi, nơi họ đi chơi và chia sẻ những thứ như tài nguyên mạng và lưu trữ. Mỗi Pod có tên và địa chỉ riêng, giúp bạn dễ dàng xác định và liên lạc với chúng.
Việc triển khai giống như huấn luyện viên quản lý một đội. Họ cho Kubernetes biết có bao nhiêu người chơi (hoặc bản sao) của mỗi Pod sẽ chạy cùng một lúc. Giống như huấn luyện viên quản lý các cầu thủ trên sân, Deployment quản lý việc tạo, mở rộng quy mô và xóa Pod để đảm bảo ứng dụng của bạn luôn ở trạng thái mong muốn.
Dịch vụ giống như trọng tài giúp người chơi giao tiếp với nhau. Họ cung cấp địa chỉ thường trú, chẳng hạn như số điện thoại, mà người khác có thể sử dụng để truy cập ứng dụng của bạn. Các dịch vụ sẽ chọn các nhóm phù hợp dựa trên các nhãn như vị trí của người chơi và phân bổ lưu lượng truy cập đồng đều giữa chúng, đảm bảo mọi người đều có một sân chơi bình đẳng.
Để xử lý các thông tin quan trọng như mật khẩu hoặc khóa API, Kubernetes cung cấp Bản đồ cấu hình và Bí mật. Chúng giống như kho lưu trữ nơi bạn có thể lưu trữ dữ liệu nhạy cảm này một cách an toàn, sau đó sử dụng nó trong Nhóm và Triển khai của mình để truy cập tài nguyên mà không hiển thị chúng ở dạng văn bản thuần túy.
Cuối cùng, máy chủ Kubernetes API giống như một đường dây nóng huấn luyện nhóm. Nó cung cấp một cách dễ dàng để quản lý trạng thái nhóm bằng API RESTful có thể tương tác với kubectl hoặc các công cụ Kubernetes khác. Nó giống như có một đường dây trực tiếp đến văn phòng huấn luyện viên để đưa ra hướng dẫn hoặc nhận thông tin cập nhật về thành tích của đội.
So sánh tính năng: Ansible và Kubernetes
Tính năngAnsibleKubernetesLoạiCông cụ tự động hóa và quản lý cấu hìnhNền tảng điều phối vùng chứaMục đíchTự động hóa các tác vụ CNTT như quản lý cấu hình, triển khai ứng dụng và cung cấp hệ thốngTự động triển khai, mở rộng quy mô và quản lý các ứng dụng được chứa trong bộ chứaKiến trúcAgentless, sử dụng SSH hoặc WinRM để giao tiếp với hệ thống đíchContainerization, sử dụng kiến trúc headnodeCấu hìnhViết bằng YAML, ngôn ngữ khai báoViết trong khai báo YAML hoặc JSON Khả năng mở rộng Hỗ trợ cả cơ sở hạ tầng nhỏ và lớn Được thiết kế để triển khai quy mô lớn Tính sẵn sàng cao Dựa trên pull nơi các container được kéo từ sổ đăng ký container đến các nút đích Cung cấp tính sẵn sàng cao tích hợp với các nút chuyển đổi dự phòng và sắp xếp lại vùng chứa tự động Cung cấp mạng chức năng mạng cơ bản
Cung cấp các tính năng mạng nâng cao như khám phá dịch vụ, cân bằng tải và định tuyến dựa trên DNSDeploymentPush nơi các thay đổi cấu hình được đẩy tới các hệ thống đích
Nó sử dụng TLS để liên lạc, cung cấp khả năng cách ly vùng chứa tích hợp và RBAC để kiểm soát truy cập. Cập nhật liên tục
Hỗ trợ cập nhật liên tục với thời gian ngừng hoạt động tối thiểu
Hỗ trợ cập nhật liên tục mà không có thời gian chết
Cung cấp kiểm tra tình trạng cơ bản cho hệ thống mục tiêu
Cung cấp tính năng kiểm tra tình trạng vùng chứa nâng cao và tự động khởi động lại vùng chứa Bảo mật Sử dụng SSH hoặc WinRM để liên lạc, yêu cầu xác thực và ủy quyền phù hợp
Trung bình đến nặng, yêu cầu hiểu biết về các khái niệm về container, mạng và hệ thống phân tán. Tiện ích mở rộng Cung cấp các mô-đun tùy chỉnh để mở rộng chức năng
Cung cấp các tài nguyên và toán tử tùy chỉnh để mở rộng chức năng Đường cong học tập
Trung bình, yêu cầu kiến thức về YAML và scripting cơ bản
Trung bình đến dốc, yêu cầu hiểu biết về các khái niệm về container, mạng và hệ thống phân tán
Ứng dụng Kubernetes
Triển khai ứng dụng
Quản lý các ứng dụng phức tạp trong môi trường sản xuất đòi hỏi phải thực hiện hoàn hảo nhiều tác vụ trong một thời gian nhất định. Nếu các nhà phát triển thực hiện nhiệm vụ này một cách thủ công, họ sẽ phải mất hàng tuần để triển khai ứng dụng.
Tuy nhiên, bằng cách sử dụng Kubernetes và các ứng dụng chứa, họ không chỉ có thể triển khai và quản lý chúng trên một cụm máy mà còn đảm bảo tính nhất quán và khả năng tái tạo. Họ có thể đạt được hiệu quả tối đa bằng cách tự động hóa các tác vụ như lập lịch, mở rộng quy mô và cập nhật.
Khả năng mở rộng và cân bằng tải
Để một ứng dụng thành công, nó phải xử lý nhiều lưu lượng truy cập hơn mà không làm giảm hiệu suất. Các tính năng cân bằng tải và khả năng mở rộng tích hợp của Kubernetes mang đến tùy chọn tốt nhất.
Phân phối khối lượng công việc trên một cụm máy và tự động tăng hoặc giảm quy mô dựa trên nhu cầu, đảm bảo tính sẵn sàng cao. Hơn nữa, nó cũng giúp phân bổ lưu lượng truy cập đến cho nhiều phiên bản.
Khám phá dịch vụ và kết nối mạng
Hầu hết các ứng dụng không thể tự chạy. Họ cần kết nối với các ứng dụng hoặc dịch vụ khác. Kubernetes cung cấp các tính năng kết nối mạng giúp thiết lập liên lạc giữa các vùng chứa trong một cụm. Các ứng dụng cũng có thể khám phá và kết nối với các dịch vụ khác trong nhóm thông qua công cụ dịch vụ dựa trên DNS.
Cập nhật và khôi phục liên tục
Với Kubernetes, việc nâng cấp ứng dụng của bạn hoặc quay lại các phiên bản cũ hơn thật đơn giản. Nó tự động hóa quy trình và đảm bảo cập nhật liền mạch mà không làm gián đoạn tính khả dụng của ứng dụng, cho phép cập nhật và khôi phục theo giai đoạn với ít thời gian ngừng hoạt động.
Quản lý cơ sở hạ tầng
Kubernetes áp dụng cách tiếp cận khai báo để đơn giản hóa việc quản lý cơ sở hạ tầng. Cho phép người dùng xác định các tài nguyên cơ sở hạ tầng như lưu trữ, kết nối mạng và điện toán dưới dạng mã bằng cách sử dụng tệp kê khai YAML hoặc JSON. Các tệp kê khai hoặc tệp cấu hình này cho phép lập phiên bản, tự động hóa, quản lý IaC (Cơ sở hạ tầng dưới dạng mã) và hợp lý hóa việc quản lý các cấu hình cơ sở hạ tầng phức tạp.
Triển khai kết hợp và đa đám mây
Kubernetes là công cụ thay đổi cuộc chơi dành cho các tổ chức đang tìm kiếm khả năng thích ứng và tính linh hoạt trong quá trình triển khai của mình. Bằng cách sử dụng lớp trừu tượng nhất quán, việc triển khai và quản lý ứng dụng trên các nhà cung cấp dịch vụ đám mây hoặc trung tâm dữ liệu tại chỗ khác nhau sẽ trở nên hiệu quả.
Nó cho phép người dùng áp dụng chiến lược kết hợp hoặc nhiều đám mây, tận dụng tính linh hoạt và tính di động của vùng chứa để triển khai và quản lý ứng dụng trên nhiều môi trường.
Ansible và Kubernetes – vòng đời phần mềm
Giai đoạn trong SDLC Ansible Kubernetes DevelopmentCung cấp quản lý cấu hình tự động và triển khai môi trường phát triển, cho phép kiểm soát phiên bản của tệp cấu hình và tạo điều kiện triển khai mã
N/ATestingCung cấp khả năng cung cấp và cấu hình tự động của môi trường thử nghiệm, cho phép sao chép môi trường dễ dàng và hỗ trợ các tác vụ thử nghiệm tự động
N/ATích hợp liên tục/Triển khai liên tục (CI/CD)
Nó tạo điều kiện cho việc triển khai ứng dụng và thay đổi cấu hình tự động, cho phép kiểm soát phiên bản mã cơ sở hạ tầng và hỗ trợ các quy trình phân phối và triển khai liên tục
Tạo điều kiện thuận lợi cho việc triển khai, mở rộng quy mô và quản lý ứng dụng trong vùng chứa, hỗ trợ cập nhật luân phiên và triển khai không có thời gian ngừng hoạt động Giai đoạn/Tiền sản xuất
Cung cấp khả năng cung cấp và cấu hình tự động của môi trường chạy thử, đảm bảo tính nhất quán giữa môi trường chạy thử và môi trường sản xuất, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho việc thử nghiệm các môi trường giống như sản xuất
Tạo điều kiện thuận lợi cho việc triển khai và mở rộng quy mô ứng dụng trong bộ chứa trong môi trường tiền sản xuất, cho phép thử nghiệm các ứng dụng được chứa trong bộ chứa trong môi trường biệt lập
Cung cấp các hoạt động triển khai trong container, mở rộng quy mô và quản lý các ứng dụng sản xuất, cung cấp tính sẵn sàng cao và Hoạt động/bảo trì mạng nâng cao được tích hợp sẵn
Nó tự động hóa việc quản lý sai lệch cấu hình, giám sát liên tục và thực thi trạng thái mong muốn. Nó xử lý các bản sao lưu, nâng cấp và các tác vụ vận hành. Hợp lý hóa việc quản lý ứng dụng, mở rộng quy mô, cập nhật và các tác vụ vận hành như cập nhật luân phiên và khởi động lại tự động cho các ứng dụng trong vùng chứa.
Khắc phục sự cố/Gỡ lỗi
Cho phép hiển thị cấu hình, khắc phục sự cố và khôi phục. Cho phép hiển thị, khắc phục sự cố, gỡ lỗi và nhật ký/chẩn đoán ứng dụng vùng chứa.
Các trường hợp sử dụng có thể sử dụng được
Nhóm CNTT quản lý cơ sở hạ tầng lớn với hàng trăm máy chủ ở nhiều trung tâm dữ liệu. Với Ansible, họ tự động hóa các quy trình và cấu hình máy chủ nhất quán và an toàn, chẳng hạn như quản lý người dùng, định cấu hình tường lửa và thực thi các chính sách bảo mật.
Các máy chủ được nhóm theo vai trò và môi trường, đồng thời các hướng dẫn sử dụng được chạy thường xuyên để đảm bảo chúng luôn cập nhật và tuân thủ. Ansible đơn giản hóa việc quản lý cấu hình, giảm bớt công việc thủ công và cải thiện việc tuân thủ bảo mật.
Các trường hợp sử dụng Kubernetes
Nhóm phát triển tạo một ứng dụng web dựa trên vi dịch vụ và triển khai nó với Kubernetes, định cấu hình mạng, bộ lưu trữ và vùng chứa bằng Docker và tệp kê khai. Mở rộng quy mô, cân bằng tải, tự phục hồi và cập nhật đều được cung cấp bởi Kubernetes. Thật dễ dàng để tăng hoặc giảm quy mô để có khả năng chịu lỗi và tính sẵn sàng cao.
Tài nguyên triển khai Kubernetes này triển khai một ứng dụng web từ 3 bản sao. Nhãn cho biết rằng các phiên bản ứng dụng và cấu hình vùng chứa được xác định trong trường mẫu. Kubernetes quản lý các bản cập nhật thay đổi quy mô, cân bằng tải, tự phục hồi và luân phiên để tạo ra một ứng dụng có khả năng mở rộng, linh hoạt, có khả năng chịu lỗi và có tính sẵn sàng cao.
Việc quản trị được thực hiện dễ dàng hơn với các container và Kubernetes, đảm bảo triển khai thống nhất và dễ dàng mở rộng quy mô. Có thể thêm nhiều cấu hình hơn cho mạng, lưu trữ và các nhu cầu khác khi cần.
Tóm lại
Mặc dù Ansible và Kubernetes là các công cụ tự động hóa nhưng sẽ không hoàn toàn công bằng khi so sánh chúng trực tiếp. Ansible giúp quản lý cấu hình và tác vụ trên nhiều hệ thống, trong khi Kubernetes thiên về sự điều phối các vùng chứa.
Nếu chúng ta xem xét cơ sở hạ tầng CNTT truyền thống, Ansible sẽ là lựa chọn phù hợp để xử lý việc thiết lập và triển khai. Tuy nhiên, Kubernetes vượt trội trong môi trường hiện đại, dựa trên nền tảng đám mây và quản lý các ứng dụng được đóng gói.
Ngoài ra, cả hai công cụ đều có điểm mạnh và có thể cải thiện đáng kể quy trình triển khai và tự động hóa CNTT trong các lĩnh vực chuyên môn tương ứng của chúng. Vì vậy, hiểu rõ các mục tiêu riêng của chúng và sử dụng chúng một cách thích hợp có thể mang lại giá trị to lớn cho doanh nghiệp của bạn.
